Martin Barre begann seine musikalische Karriere in der Band Moonraker. Nach dem Ausscheiden von Mick Abrahams bei Jethro Tull ließ deren Bandleader Ian Anderson auf der Suche nach einem Nachfolger verschiedene Gitarristen vorspielen, darunter Barre. Er entschied sich aber zunächst für Tony Iommi (später bei Black Sabbath). Nachdem dieser jedoch die Band nach kurzer Zeit wieder verlassen hatte, wurde nur Barre zu einem zweiten Vorspielen eingeladen. Dieser erschien mit Gitarre, aber ohne Verstärker; Anderson hielt sein Ohr so nah wie möglich an das Instrument und ließ sich trotz der widrigen Umstände überzeugen. Das erste Mal bei Jethro Tull ist er auf dem zweiten Album Stand Up zu hören.

Außer der Gitarre beherrscht Barre noch andere Instrumente, darunter auch die Querflöte. Zu einem Markenzeichen wurden spätestens seit dem Album Aqualung die scharfen Riffs und ausgedehnte Zwischensoli. Sehr ausgeprägt ist das im Titelsong des Tull-Albums Minstrel in the Gallery zu hören.

Martin Barre wurde neben Anderson die tragende Säule der Band. Gelegentlich fand er aber auch Zeit, an eigenen Projekten zu arbeiten. Das Ergebnis sind inzwischen vier Soloalben. Wie Anderson und fast alle anderen der zahlreichen ehemaligen und aktuellen Jethro-Tull-Mitglieder, gab Barre nie Anlass für die im Rock- und Popbusiness häufigen Skandalschlagzeilen der Boulevardpresse.

Nach seinem Ausscheiden 2012 bei Jethro Tull veröffentlichte Barre im September 2013 das Solo-Album Away With Words. Im Herbst 2013 war er gemeinsam mit Jonathan Noyce (Bass), Frank Mead (Saxofon, Flöte, Mundharmonika), Pat O’May (Gitarre), Dan Crisp (Gesang, Akustikgitarre) und George Lindsay (Schlagzeug) unter dem Namen Marin Barre & Band auf Europatournee.